一种分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法技术

本发明专利技术提供了一种分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，所述分段焙烧包括低温焙烧和高温焙烧，方法包括：将含钛渣与氯化盐助剂混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料；对待焙烧物料进行低温焙烧，得到四氯化钛气体以及第一物料，完成对钛组分的提取，其中，低温焙烧的温度为100℃～400℃；在氧化性气氛中，对第一物料进行高温焙烧，得到含碳、氯的混合气体以及第二物料，对含碳、氯的混合气体进行分离，完成对碳、氯组分的提取，其中，高温焙烧的温度为400℃～800℃。本发明专利技术的方法工艺简单、流程短、效率高、有利于工业推广。

A Separation and Extraction Method of Titanium, Carbon and Chlorine Components from Titanium-Containing Slag by Segmental Roasting

The invention provides a method for separating and extracting titanium, carbon and chlorine components from titanium-containing slag by staged roasting. The staged roasting includes low-temperature roasting and high-temperature roasting. The method includes: mixing titanium-containing slag with chloride additives, grinding, grading, and obtaining materials to be roasted; calcining materials at low temperature, obtaining titanium tetrachloride gas and the first material to complete the titanium component. Extraction, in which the temperature of low-temperature roasting is 100 ~400 C; in oxidizing atmosphere, the first material is roasted at high temperature to obtain the mixed gas containing carbon and chlorine and the second material. The mixed gas containing carbon and chlorine is separated and the components of carbon and chlorine are extracted. The temperature of high-temperature roasting is 400 ~800 C. The method of the invention has the advantages of simple process, short process flow, high efficiency and is beneficial to industrial popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法
本专利技术属于冶金化工领域，更具体地讲，涉及一种分段焙烧分离提取含钛渣中铁、碳、氯组分的方法，尤其适用于提钛高炉渣中铁、碳、氯组分的提取。
技术介绍
攀枝花钒钛磁铁矿经高炉冶炼后产生的高炉渣中含有大量的钛组分。提钛高炉渣的化学成分接近于矿渣水泥，但其中的钛含量约为8％、氯含量约为3％，远远高于国家标准规定的钛含量低于2％、氯含量低于0.06％，同时，提钛高炉渣中的游离碳含量约为12％，使其烧失量远远高于规定的3％。因此，提供一种经济、有效、简单的方式去除提钛高炉渣中钛、氯、碳，以实现其在建筑行业的大规模应用是完善“含钛高炉渣提钛”工艺中一个急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种工艺简单、效率高的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，所述分段焙烧包括低温焙烧和高温焙烧，所述方法可以包括以下步骤：将含钛渣与氯化盐助剂混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料；对待焙烧物料进行低温焙烧，得到四氯化钛气体以及第一物料，完成对钛组分的提取，其中，低温焙烧的温度可以为100℃～400℃；在氧化性气氛中，对第一物料进行高温焙烧，得到含碳、氯的混合气体以及第二物料，对含碳、氯的混合气体进行分离，完成对碳、氯组分的提取，其中，高温焙烧的温度可以为400℃～800℃。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述低温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min，高温焙烧的升温速率可以为1℃/min～10℃/min。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述含钛渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼所得含钛高炉渣经高温碳化-低温氯化后的提钛高炉渣，所述提钛高炉渣可以包括，按质量百分比计，3％～15％的二氧化钛，4％～18％的碳以及1％～10％的氯。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，将含钛渣与氯化盐助剂混合之前，所述方法还可以包括将含钛渣进行干燥、破碎的步骤，所述干燥的温度为60℃～120℃。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述氯化盐助剂可以为氯化铵和三氯化铝中的一种或两种组合。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述含钛渣与所述氯化盐助剂的质量比可以为1:0.1～10。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述待焙烧物料的80％以上的颗粒满足粒径可以为30μm～200μm。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述含碳、氯的混合气体由二氧化碳气体和氯化盐气体组成，所述二氧化碳气体为含钛渣中的碳组分所形成，所述氯化盐气体为所述含钛渣中的氯组分以及低温焙烧后未反应完全的氯化盐助剂中的氯组分所形成。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述氧化性气氛可以包括在所述高温焙烧阶段通入含氧气体以形成氧化性气氛，所述含氧气体包括空气、水蒸气和二氧化硫气体中的一种或两种以上组合。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述分段焙烧可以在设置有气体通入装置和气体收集装置的焙烧窑中进行，所述气体通入装置和气体收集装置分别与所述焙烧窑连接，所述气体通入装置用于在高温焙烧向焙烧窑中通入含氧气体，所述气体收集装置用于收集所述低温焙烧产生的四氯化钛气体以及高温焙烧产生的含碳、氯的混合气体。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，所述低温焙烧产生的四氯化钛气体可以采用工业用水、蒸馏水或自来水吸收提取，所述高温焙烧产生的含碳、氯的混合气体采用碱性溶液吸收分离提取。本专利技术的另一方面提供了一种硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥包括以上所述的分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法中的第二物料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1)本专利技术采用的分段焙烧方法，低温焙烧阶段在氯化剂作用下实现分离钛组分，高温焙烧阶段在氧化性气氛下实现分离氯、碳组分，使处理后的提钛高炉渣满足硅酸盐水泥的国家标准，工艺简单，流程短，效率高，有利于工业推广。2)本专利技术采用焙烧的方法分离钛、氯、碳组分，焙烧过程中加入的助剂量少，相对于传统水洗提钛高炉渣除氯，避免了因使用大量水造成的资源浪费与水洗液对环境污染。3)本专利技术的方法处理后的含钛渣，尤其是提钛高炉渣的水化活性没有受到影响，基本矿物形态为玻璃态，用于硅酸盐水泥材料应用具有较好的效果。4)本专利技术的方法处理后的含钛渣，尤其是提钛高炉渣的钛含量低于2％，氯含量低于0.06％，烧失量低于3％，各项指标均满足并高于通用硅酸盐水泥国家标准，可直接用于建材生产中。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术一个示例性实施例的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的流程示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法。具体来讲，本专利技术的分离提取方法采用分段焙烧工艺，在低温焙烧阶段后实现含钛渣中钛组分的分离提取，在高温焙烧阶段后实现氯组分、碳组分的分离提取，工艺简单，流程短，效率高，环境友好。并且，对于分离提取后的含钛渣能够用于制备硅酸盐水泥，各项指标满足并高于通用硅酸盐水泥国家标准，可直接用于建材生产中。图1示出了本专利技术一个示例性实施例的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的流程示意图。本专利技术的一方面提供了一种分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法。在本专利技术的分段焙烧提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法的一个示例性实施例中，如图1所示，所述方法包括：步骤S01，将含钛渣与氯化盐助剂混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料。在本实施例中，所述含钛渣是指在矿物冶炼过程中含有钛元素的渣。本专利技术的提取方法尤其适用于提钛高炉渣。所述提钛高炉渣是指通过“高温碳化-低温选择性氯化”工艺将含钛高炉渣中的TiO2以TiCl4的形式提取出来，作为海绵钛或氯化法钛白的原料，经这个工艺提钛后产生的尾渣称为提钛高炉渣。所述提钛高炉渣的化学成分包括，按质量百分比计，3％～15％的二氧化钛，4％～18％的碳以及1％～10％的氯，其余为一些不可避免的杂质。优选的，所述提钛高炉渣的化学成分包括，按质量百分比计，4％～13％的二氧化钛，5％～17％的碳以及1.5％～8％的氯。更优选的，所述提钛高炉渣的化学成分包括，按质量百分比计，4％～11％的二氧化钛，5.5％～16％的碳以及1.5％～7.6％的氯。当然，本专利技术的含钛渣不仅限于上述比例成分的提钛高炉渣，所述分离提取方法对含有钛、碳、氯组分的渣均可适用。在本实施例中，对于部分的含钛渣可能存在在空气中容易吸水的问题。因此，可以在将含钛渣与氯化盐助剂混合之前，将含钛渣进行干燥。例如，干燥的温度可以为60℃～120℃，优选的，干燥的温度可以为70℃～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，所述分段焙烧包括低温焙烧和高温焙烧，所述方法包括以下步骤：将含钛渣与氯化盐助剂混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料；对待焙烧物料进行低温焙烧，得到四氯化钛气体以及第一物料，完成对钛组分的提取，其中，低温焙烧的温度为100℃～400℃；在氧化性气氛中，对第一物料进行高温焙烧，得到含碳、氯的混合气体以及第二物料，对含碳、氯的混合气体进行分离，完成对碳、氯组分的提取，其中，高温焙烧的温度为400℃～800℃。

【技术特征摘要】
1.一种分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，所述分段焙烧包括低温焙烧和高温焙烧，所述方法包括以下步骤：将含钛渣与氯化盐助剂混合，粉磨，分级，得到待焙烧物料；对待焙烧物料进行低温焙烧，得到四氯化钛气体以及第一物料，完成对钛组分的提取，其中，低温焙烧的温度为100℃～400℃；在氧化性气氛中，对第一物料进行高温焙烧，得到含碳、氯的混合气体以及第二物料，对含碳、氯的混合气体进行分离，完成对碳、氯组分的提取，其中，高温焙烧的温度为400℃～800℃。2.根据权利要求1所述的分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，所述含钛渣为钒钛磁铁矿高炉冶炼所得含钛高炉渣经高温碳化-低温氯化后的提钛高炉渣，所述提钛高炉渣包括，按质量百分比计，3％～15％的二氧化钛，4％～18％的碳以及1％～10％的氯。3.根据权利要求1所述的分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，将含钛渣与氯化盐助剂混合之前，所述方法还包括将含钛渣进行干燥、破碎的步骤，所述干燥的温度为60℃～120℃。4.根据权利要求1所述的分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，所述氯化盐助剂为氯化铵和三氯化铝中的一种或两种组合。5.根据权利要求1所述的分段焙烧分离提取含钛渣中钛、碳、氯组分的方法，其特征在于，所述含钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭同江，何思褀，孙红娟，丁文金，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51